【探索Linux】—— 强大的命令行工具 P.28（网络编程套接字 —— 简单的UDP网络程序模拟实现）

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• 引言
• 一、UDP协议
• 二、UDP网络程序模拟实现
• • 1. 预备代码
  • • ⭕makefile文件
    • ⭕打印日志文件
    • ⭕打开指定的终端设备文件，并将其作为标准错误输出的目标文件描述符
    • 2. UDP 服务器端实现（UdpServer.hpp）
    • 3. UDP 客户端实现（main函数）
    • 温馨提示

      引言

      在前一篇文章中，我们详细介绍了UDP协议和TCP协议的特点以及它们之间的异同点。本文将延续上文内容，重点讨论简单的UDP网络程序模拟实现。通过本文的学习，读者将能够深入了解UDP协议的实际应用，并掌握如何编写简单的UDP网络程序。让我们一起深入探讨UDP网络程序的实现细节，为网络编程的学习之旅添上一份精彩的实践经验。

      一、UDP协议

      UDP（User Datagram Protocol）是一种无连接的、轻量级的网络传输协议，它提供了快速、简单的数据传输服务。下面是一个简单的UDP程序实现示例，包括一个UDP服务器和一个UDP客户端。详介绍可以看上一篇文章：UDP协议介绍 | TCP协议介绍 | UDP 和 TCP 的异同

      二、UDP网络程序模拟实现

      1. 预备代码

      ⭕makefile文件

      .PHONY:all
      all:udpserver udpclient
      udpserver:Main.cc
      	g++ -o $@ $^ -std=c++11
      udpclient:UdpClient.cc
      	g++ -o $@ $^ -lpthread -std=c++11
      .PHONY:clean
      clean:
      	rm -f udpserver udpclient
      

      这段代码是一个简单的 Makefile 文件，用于编译 UDP 服务器（udpserver）和 UDP 客户端（udpclient）的程序。在这个 Makefile 中定义了两个规则：

      1. all：表示默认的目标，依赖于 udpserver 和 udpclient 目标，即执行 make 命令时会编译 udpserver 和 udpclient。
      2. clean：用于清理生成的可执行文件 udpserver 和 udpclient。

      在 Makefile 中使用了一些特殊的关键字和变量：

      • .PHONY：声明 all 和 clean 是伪目标，不是真正的文件名。
      • $@：表示目标文件名。
      • $^：表示所有依赖文件列表。
      • -std=c++11：指定 C++ 的编译标准为 C++11。
      • -lpthread：链接 pthread 库，用于多线程支持。

        ⭕打印日志文件

        #pragma once
        #include 
        #include 
        #include 
        #include 
        #include 
        #include 
        #include 
        #include 
        #define SIZE 1024
        #define Info 0
        #define Debug 1
        #define Warning 2
        #define Error 3
        #define Fatal 4
        #define Screen 1
        #define Onefile 2
        #define Classfile 3
        #define LogFile "log.txt"
        class Log
        {
        public:
            Log()
            {
                printMethod = Screen; // 默认输出方式为屏幕打印
                path = "./log/"; // 默认日志文件存放路径
            }
            void Enable(int method)
            {
                printMethod = method; // 设置日志输出方式（屏幕、单个文件、分类文件）
            }
            std::string levelToString(int level)
            {
                switch (level)
                {
                case Info:
                    return "Info";
                case Debug:
                    return "Debug";
                case Warning:
                    return "Warning";
                case Error:
                    return "Error";
                case Fatal:
                    return "Fatal";
                default:
                    return "None";
                }
            }
            void printLog(int level, const std::string &logtxt)
            {
                switch (printMethod)
                {
                case Screen:
                    std::cout 
                std::string _logname = path + logname; // 构建日志文件的完整路径
                int fd = open(_logname.c_str(), O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0666); // 打开文件，如果文件不存在则创建
                if (fd tm_mday,
                         ctime->tm_hour, ctime->tm_min, ctime->tm_sec);
                va_list s;
                va_start(s, format);
                char rightbuffer[SIZE];
                vsnprintf(rightbuffer, sizeof(rightbuffer), format, s);
                va_end(s);
                // 格式：默认部分+自定义部分
                char logtxt[SIZE * 2];
                snprintf(logtxt, sizeof(logtxt), "%s %s", leftbuffer, rightbuffer);
                printLog(level, logtxt); // 打印日志信息
            }
        private:
            int printMethod; // 日志输出方式
            std::string path; // 日志文件存放路径
        };
        

        该代码实现了一个简单的日志记录类(Log)，其中包括设置日志输出方式（屏幕、单个文件、分类文件）和打印日志信息的功能。

        • Log 类是一个用于记录日志的类。
        • Enable 函数用于设置日志输出方式，可以选择屏幕打印、单个文件或分类文件。
        • printLog 函数根据设置的日志输出方式，将日志信息打印到屏幕、追加写入单个文件或分类文件。
        • printOneFile 函数用于将日志信息追加写入单个文件。
        • printClassFile 函数用于将日志信息追加写入分类文件。
        • levelToString 函数将日志级别转换为对应的字符串表示。
        • operator() 函数是重载的函数调用运算符，用于打印日志信息。
        • path 是日志文件存放路径，默认为"./log/"。
        • printMethod 是日志输出方式，默认为屏幕打印。
        • SIZE 定义了缓冲区大小。
        • Info、Debug、Warning、Error、Fatal 是日志级别的定义。
        • Screen、Onefile、Classfile 是日志输出方式的定义。
        • LogFile 是单个文件名的定义。

          ⭕打开指定的终端设备文件，并将其作为标准错误输出的目标文件描述符

          #include 
          #include 
          #include 
          #include 
          #include 
          #include 
          // 定义要打开的终端设备文件路径
          std::string terminal = "/dev/pts/6";
          // 打开指定的终端设备文件，并将其作为标准错误输出的目标文件描述符
          int OpenTerminal()
          {
              // 使用open函数以只写方式打开终端设备文件
              int fd = open(terminal.c_str(), O_WRONLY);
              if(fd